利用人马座 A* 周围脉冲星探测小尺度暗物质模型的前景
高能天体物理现象
2023-12-22 v1 星系天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
预计未来使用下一代大视场射电望远镜的观测将发现紧密环绕人马座 A*（Sgr A*）运行的射电脉冲星（PSRs），Sgr A* 是位于我们银河系中心（GC）的超大质量黑洞（SMBH）。这样一个系统可以为检验广义相对论（GR）以及银河系中心周围的天体物理学提供独特的实验室。在本文中，我们提供了一个基于后牛顿（PN）运动方程的 PSR-SMBH 系统数值计时模型，并利用它探索通过脉冲星计时测量黑洞（BH）性质的前景。我们进一步考虑了 Sgr A* 周围暗物质（DM）分布引起的扰动，以及利用 PSR-SMBH 系统约束暗物质模型的可能性。假设对轨道偏心率 、轨道周期 yr 的普通脉冲星进行为期 5 年的观测，我们发现——在每周记录到达时间（TOAs）且计时精度为 1 ms 的情况下——银河系中心附近暗物质密度分布的幂律指数可被约束至约 20%。这样的测量与银河系尺度上的测量相当，但能够揭示暗物质的小尺度性质。
引用
@article{arxiv.2312.01889,
title = {Prospects for probing small-scale dark matter models with pulsars around Sagittarius A*},
author = {Zexin Hu and Lijing Shao and Fupeng Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.01889},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 13 figures, accepted by PRD